一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统及焊接机器人技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统，包括预处理单元、焊缝识别单元、坐标位置计算单元、焊缝示教单元和路径规划单元，所述预处理单元的输出端安装有焊缝识别单元，焊缝识别单元的输出端安装有坐标位置计算单元，坐标位置计算单元的输出端安装有焊缝示教单元，焊缝示教单元的输出端安装有路径规划单元；所述预处理单元包括摄像机和图片采集器，焊缝识别单元包括信号处理器和显示屏。本发明专利技术通过安装有滑槽、液压推杆、微型工业摄像机和CCD摄像机，当CCD摄像机扫描到焊件上存在气孔或缺陷时，调整储物箱的位置，然后启动其中一组液压推杆，进而能够使微型工业摄像机对焊缝的位置进行进一步的确认，从而提高焊缝定位的效率。定位的效率。定位的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统及焊接机器人


[0001]本专利技术涉及机器视觉
，具体为一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统及焊接机器人。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，机器视觉在生产中是较为重要的一个存在，在生产制造中，通常可以通过机器视觉来对物件进行扫描查询，并定位物体表面缺陷，但是现有的焊件寻位焊缝机器人在寻找焊缝的过程中仍存在较大缺陷，因此，急需一种一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统及焊接机器人。
[0003]现有的焊缝寻位系统用的机器人存在的缺陷是：
[0004]1、专利文件CN206684462U公开了一种焊缝图像采集系统，包括用于焊接管材的焊枪、摄像机、光学镜片和图像处理器，所述焊枪的朝向为垂直向下且正对管材，所述摄像机位于焊枪的侧面，该摄像机的朝向为垂直向下，所述光学镜片位于焊枪的侧面，同时在摄像机的正下方，该光学镜片是使摄像机能够从正上方通过光学镜片反射后采集到管材和焊枪图像的光学镜片，所述图像处理器与摄像机连接，该图像处理器是用于保存和处理图像的图像处理器。本技术得到的焊缝图像采集系统，其技术效果是利用光学镜片的反射，使得摄像机能够从正上方通过光学镜片反射后采集到管材和焊枪图像，从而保证焊缝图像的顺利采集。
[0005]然而，上述公开文献的焊缝图像采集系统仅仅只是通过光学镜片反射来采集图像，并不能对焊缝的具体位置进行确定。
[0006]有鉴于此，有必要研究出一种能够对焊缝位置进行进一步确定的焊缝寻位装置，进而能够为后续的机器人路径规划提供便利。
[0007]2、专利文件CN206780389U公开了一种具有漏焊标记功能的视觉焊缝跟踪系统，包括依次连接的打标装置、图像处理器、纠偏装置和焊枪，所述图像处理器还分别连接有摄像头和显示器，其中上述打标装置由喷漆枪、滑台和带动滑台移动的驱动器组成，上述喷漆枪固定在滑台上并随滑台移动，所述纠偏装置是用于纠正焊枪与焊缝位置之间偏差的纠偏装置，所述图像处理器是用于接收摄像头采集到的图像，并计算焊枪与焊缝位置的偏差值，同时进行纠偏以及判断是否需要打标的图像处理器。其技术效果是能判断在焊接过程中发现焊枪与焊缝位置偏差过大的情况下直接在显示器中显示，通过打标装置打标，在之后的工程中观察是否漏焊，这样能有效地减少使用中出现漏焊的现象。
[0008]然而，上述公开文献的焊缝寻位主要考虑如何在焊接过程中降低漏焊的概率，并不能对焊接后的质量进行检测，在一定程度上会增加经济成本。
[0009]有鉴于此，有必要研究出一种能够在焊件焊缝焊接结束后对焊接的质量进行检测的装置，进而能够降低经济成本的浪费。
[0010]3、专利文件CN111673749A公开了一种视觉焊接机器人的调校方法及视觉焊接机器人，视觉焊接机器人具有摄像头，该方法包括：将视觉焊接机器人控制系统的控制坐标系
与视觉焊接机器人的基坐标系同步；获取摄像头采集的待焊件图像，以提取待焊件的图像中的焊缝轨迹，以及提取焊缝轨迹的特征点；获得焊缝轨迹的特征点在机器人基坐标系中的坐标；根据焊缝轨迹以及特征点在机器人基坐标系中的坐标，控制摄像头沿着焊缝轨迹进行运动；根据摄像头沿着焊缝轨迹运动所拍摄的画面，调校视觉焊接机器人的摄像头的位置。本申请的技术方法在自动调校视觉焊接机器人时，能够保证机器人本体以及相关零部件在调试过程中不被损坏，也保证了调试人员的安全性。
[0011]然而，上述公开文献的焊接机器人主要考虑在自动调校视觉焊接机器人时，能够保证机器人本体以及相关零部件在调试过程中不被损坏，也保证了调试人员的安全性，并没有对焊接过程中产生的尾气进行处理。
[0012]有鉴于此，有必要研究出一种能够对焊接过程中产生的尾气进行净化处理的装置，进而在一定程度上能够降低尾气对人体和环境的影响。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于提供一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统及焊接机器人，以解决上述
技术介绍
中提到的现有的焊缝寻位用的机器人焊缝寻位不准确的问题。
[0014]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统，包括预处理单元、焊缝识别单元、坐标位置计算单元、焊缝示教单元和路径规划单元，所述预处理单元的输出端安装有焊缝识别单元，焊缝识别单元的输出端安装有坐标位置计算单元，坐标位置计算单元的输出端安装有焊缝示教单元，焊缝示教单元的输出端安装有路径规划单元；
[0015]所述预处理单元包括摄像机和图片采集器，摄像机和图片采集器之间电性连接，焊缝识别单元包括信号处理器和显示屏，信号处理器和显示屏之间电性连接；
[0016]该系统的工作方法步骤如下：
[0017]S1、通过预处理单元中的摄像机对焊件的表面进行扫描拍摄，使被检测的目标通过图片采集器转换成图像信号；
[0018]S2、通过焊缝识别单元中的信号处理器处理将图像信号转化成数字信号，并最终显示在焊缝识别单元中的显示屏上，从而对焊件上的焊缝进行识别；
[0019]S3、通过焊缝识别单元对待焊工件的焊缝图像进行图像处理并计算焊缝的起始和终点位置坐标；
[0020]S4、通过S3计算得到的关键点位置坐标，使其形成焊缝示教信息，并引导机器人焊枪末端运动到待焊位置；
[0021]S5、通过S2和S3来建立中厚板焊接作业指令库，基于自主运动规划结果，并通过调用指令库中的相应指令，自动生成完整的机器人运动控制指令和作业执行指令。
[0022]优选的，所述底座的顶部安装有工作台，工作台的两侧外壁均安装有支撑架，两组支撑架相互靠近的表面安装有前后布置的连接杆，其中一组支撑架的底部安装有连接板，且连接板呈“凹”字形，连接板的一侧外壁内壁安装有伺服电机，伺服电机的输出端安装有往复丝杆，且往复丝杆的一端通过与另一组支撑架的一侧外壁相连接，往复丝杆位于两组连接杆的中间，两组连接杆和往复丝杆的外表面均滑动安装有滑套，滑套的外表面安装有储物箱，储物箱的底部设置有对称布置的滑槽，两组滑槽的内部均滑动安装有置物块，且置
物块呈“工”字形，其中一组置物块的顶部安装有微型工业摄像机，储物箱的后壁安装有对称布置的液压推杆，且两组液压推杆的一端均与两组置物块的背面相贴合，储物箱的底部安装有CCD摄像机和前后布置的照明灯，且两组照明灯和CCD摄像机位于两组滑槽的中间，CCD摄像机位于两组照明灯的中间。
[0023]优选的，所述另一组所述置物块的底部安装有连接器，连接器的底部安装有超声波探伤仪主体和声发射传感器，超声波探伤仪主体位于声发射传感器的一侧，连接器的正面安装有发光二极管，且发光二极管与超声波探伤仪主体和声发射传感器之间电性连接。
[0024]优选的，所述工作台的正面设置有槽口，工作台的底壁滑动安装有连接块，连接块的正面安装有第一液压泵，第一液压泵的输出端安装有第一伸缩杆，且第一伸缩杆位于槽口的内部，第一伸缩杆的一端安装有承载座，且承载座位于工作台的前方，承载座的顶部安装有轴盘，轴盘的顶部安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统，包括预处理单元、焊缝识别单元、坐标位置计算单元、焊缝示教单元和路径规划单元，其特征在于：所述预处理单元的输出端安装有焊缝识别单元，焊缝识别单元的输出端安装有坐标位置计算单元，坐标位置计算单元的输出端安装有焊缝示教单元，焊缝示教单元的输出端安装有路径规划单元；所述预处理单元包括摄像机和图片采集器，摄像机和图片采集器之间电性连接，焊缝识别单元包括信号处理器和显示屏，信号处理器和显示屏之间电性连接；该系统的工作方法步骤如下：S1、通过预处理单元中的摄像机对焊件的表面进行扫描拍摄，使被检测的目标通过图片采集器转换成图像信号；S2、通过焊缝识别单元中的信号处理器处理将图像信号转化成数字信号，并最终显示在焊缝识别单元中的显示屏上，从而对焊件上的焊缝进行识别；S3、通过焊缝识别单元对待焊工件的焊缝图像进行图像处理并计算焊缝的起始和终点位置坐标；S4、通过S3计算得到的关键点位置坐标，使其形成焊缝示教信息，并引导机器人焊枪末端运动到待焊位置；S5、通过S2和S3来建立中厚板焊接作业指令库，基于自主运动规划结果，并通过调用指令库中的相应指令，自动生成完整的机器人运动控制指令和作业执行指令。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统用的焊接机器人，包括底座(1)、连接杆(2)和滑槽(3)，其特征在于：所述底座(1)的顶部安装有工作台(101)，工作台(101)的两侧外壁均安装有支撑架(102)，两组支撑架(102)相互靠近的表面安装有前后布置的连接杆(2)，其中一组支撑架(102)的底部安装有连接板(201)，且连接板(201)呈“凹”字形，连接板(201)的一侧外壁内壁安装有伺服电机(202)，伺服电机(202)的输出端安装有往复丝杆(203)，且往复丝杆(203)的一端通过与另一组支撑架(102)的一侧外壁相连接，往复丝杆(203)位于两组连接杆(2)的中间，两组连接杆(2)和往复丝杆(203)的外表面均滑动安装有滑套(204)，滑套(204)的外表面安装有储物箱(205)，储物箱(205)的底部设置有对称布置的滑槽(3)，两组滑槽(3)的内部均滑动安装有置物块(302)，且置物块(302)呈“工”字形，其中一组置物块(302)的顶部安装有微型工业摄像机(303)，储物箱(205)的后壁安装有对称布置的液压推杆(301)，且两组液压推杆(301)的一端均与两组置物块(302)的背面相贴合，储物箱(205)的底部安装有CCD摄像机(304)和前后布置的照明灯(305)，且两组照明灯(305)和CCD摄像机(304)位于两组滑槽(3)的中间，CCD摄像机(304)位于两组照明灯(305)的中间。3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉引导的智能焊缝寻位系统用的焊接机器人，其特征在于：所述另一组所述置物块(302)的底部安装有连接器(10)，连接器(10)的底部安装有超声波探伤仪主体(1001)和声...

【专利技术属性】
技术研发人员：林远长，刘东，罗胜，廖俊，尚明生，何国田，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：